融合无线射频与激光信息的多目标识别和定位研究

为提升多目标识别和定位技术水平,满足实际目标识别与定位需求,研究融合无线射频与激光信息的多目标识别和定位方法.利用RFID阅读器与传感器获取动态多目标的相位和激光信息,经过RFID相位差估算速度、DBSVAN算法聚类激光数据并估算径向速度后,依据匹配情况,采用粒子滤波利用随机预测或激光预测的方式实现多目标的识别与定位....     

基于激光信息和射频识别的运动轨迹跟踪研究

为提高运动轨迹跟踪精度,设计了基于激光信息和射频识别的运动轨迹跟踪方法,首先将射频识别阅读器与激光传感器采集数据进行速度估算处理,并利用加权因子对激光传感器估算速度进行平滑处理,然后通过相似度对比方法匹配激光传感器与射频识别阅读器获取的运动目标速度,采用粒子滤波算法融合激光传感器与射频传感器获取的运动目标速度,通过粒子滤波的预测、更新与重采样三个阶段实现准确的运动目标轨迹跟踪,最后实验结果表明,该方法对目标的运动轨迹跟踪精确度高达99%。     

一种基于RFID与激光的动态目标定位系统

针对当前一些室内定位系统定位不精准的问题,研究了一种充分融合RFID信息与激光信息的室内定位系统。通过激光信息、RFID相位信息对动态目标径向速度进行估算,根据计算结果匹配两者径向速度;融合随机方式与激光方式对粒子进行预测;结合径向速度匹配结果与信号强度进行粒子更新,从而保证目标定位的准确性。     

射频识别动态定位方法

提出一种新型的通过参考标签和移动RFID射频读写器进行定位的方法。该定位方法的主要优点是不需要记录任何测量信息如TOA、RSSI等,而是通过移动读写器,不断对目标标签和参考标签进行读取,经椭圆还原算法对读区域进行还原,最终以交集计算实现定位。该方法思路简单,但实现了较高精度的RFID室内定位。实验结果表明,该定位方法的精度可在最小的参考标签单元格内（可到达数十厘米级）。同时建立的原型定位系统具有成本低、易于部署等特点,存在应用于大规模RFID仓储定位管理的可行性。     

一种基于动态射频地图的室内定位方法

为了避免室内定位受环境变化、遮蔽物遮挡等因素的影响,提出了一种动态射频地图构建方法,通过参数估计节点动态感知环境参数的变化,采用回归分析方法实时估计信号传播经验模型的参数,基于参数估计节点估计的环境参数、模型参数及信号强度等信息建立具有环境自适应能力的动态射频地图,然后采用粒子滤波算法实现对未知节点的位置估计。仿真及实验结果表明,该地图构建方法可动态适应环境的变化,定位算法可取得较精确的位置估计结果。     

基于射频识别的室内定位技术综述

用于室内定位的技术主要包括红外传播技术、802.11 WLAN技术、无线传感器网络(WSNs)、超声波定位。而射频识别(RFID)技术依赖其合理的系统造价、良好的定位精确度、较强的抗干扰能力、无接触通信以及RFID射频标签的部署、携带便捷等诸多优点,正逐渐应用于室内追踪定位中。本文从用于室内定位的RFID标签的角度出发,将当前主要的RFID室内定位技术分为无源、有源和半无源RFID定位3类,并对每一类中涉及到的主要定位算法的当前发展状况及其优缺点做了详细分析。     

基于Wi-Fi的动态室内定位方法

针对目前动态室内定位方法定位精度不足,研究基于Wi-Fi的动态室内定位方法。该方法利用传感器采集Wi-Fi的RSS(received signal strength,接收信号强度)指纹信号后,使用改进非均值滤波算法去除RSS指纹信号的干扰噪声,以不含干扰噪声的RSS指纹信号作为基础,使用基于指纹子空间匹配动态室内定位方法,计算不同阶段RSS指纹覆盖向量、汉明距离以及欧式距离等,得到若干个动态室内定位估计值,再使用峰值密度聚类算法对若干个动态室内定位估计值进行估计,获取估计值中可信的估计位置,即动态室内定位结果。实验结果表明：该方法不仅可有效去除RSS指纹信号含有的干扰噪声,还可对动态室内目标进行准确定位,定位误差仅为-1～0.5 m,定位精度较高。     

识别复杂背景目标的匹配滤波器

介绍了一种对自然背景下目标进行相关识别的匹配滤波器。由于自然背景的存在,相关点淹没在背景噪声中,使相关器的识别性能迅速下降,甚至完全丧失了识别能力。采用的方法是将包含目标的输入场景及其背景分别编码,然后将背景从输入场景中剔除,只留下目标的频谱成分作为编码信息来制作匹配滤波器,达到抑制噪声、识别目标的目的。     

识别复杂背景目标的匹配滤波器

介绍了一种对自然背景下目标进行相关识别的匹配滤波器。由于自然背景的存在，相关点淹没在背景噪声中，使相关器的识别性能迅速下降，甚至完全丧失了识别能力。采用的方法是将包含目标的输入场景及其背景分别编码。然后将背景从输入场景中剔除，只留下目标的频谱成分作为编码信息来制作匹配滤波器。达到抑制噪声、识别目标的目的。     

用于射频识别标签天线测试的可调匹配网络

设计了一款用于超高频射频识别标签天线阻抗测试的匹配网络,通过调节该匹配网络的电感值,在860～960 MHz范围内可以实现不同的标签天线与矢量网络分析仪同轴测试端口之间的阻抗匹配,从而解决不能直接使用矢网对标签天线参数进行测试的问题.借助该匹配网络,使用矢网对两款具有不同阻抗值的标签天线进行测试,测试、仿真结果与根据理论设计的半波长天线谐振所得的结果比较一致,验证了该匹配网络的可行性.     

一种基于碰撞位指示的射频识别标签防碰撞算法

多标签碰撞是射频识别(RFID)技术在推广应用中必须克服的一个问题。针对目前RFID标签防碰撞算法存在识别效率低的不足,该文提出一种基于碰撞位指示的RFID标签防碰撞的碰撞位指示算法(CBIA)。通过跟踪待识别标签的碰撞位,采用碰撞位编解码技术,对待识别标签进行重复分组,直到所有标签都被正确识别。算法通过确定性分组,避免了空闲时隙的产生。仿真结果表明,采用CBIA算法的多标签识别系统,吞吐率可以达到每时隙0.7个标签,CBIA算法识别效率优于优化查询跟踪树算法(OQTT)和碰撞跟踪树算法(CTTA)算法。     

基于多项式的弯折偶极子射频识别标签天线阻抗预测研究

在解决射频识别(RFID)标签天线设计中阻抗计算速度慢的问题的过程中,针对其中较为复杂的阻抗耦合情况,该文提出一种基于多项式的弯折偶极子RFID标签天线阻抗预测方法.首先使用基于天线尺寸的阻抗变换与线性化假设建立模型假设;然后在具体的天线结构中收集数据并进行相关性分析与回归拟合验证假设正确性;最后实验验证使用该方法进行的阻抗预测相对于计算机仿真的准确性、高效性与普适性.试验结果表明,使用该方法替代计算机进行弯折偶极子RFID标签天线阻抗计算时,其预测阻抗相对于计算机仿真结果在保持较高预测准确率的同时极大地缩短了阻抗计算时间,同时该方法在中国应用频段上针对不同弯折次数的弯折偶极子RFID标签天线仍然适用.     

无后台服务器的射频识别标签安全查询协议

在许多射频识别(RFID)应用中,经常需要在多个标签中确定某个特定标签是否存在。在这种环境下,标签查询协议必不可少。然而,已有的协议要么存在安全漏洞,要么查询效率低下。利用Hash函数和时间戳,提出一个无后台服务器的RFID标签查询协议。GNY逻辑被用于证明新协议的正确性。分析显示提出的协议可以高效的实现特定标签的查询,且能够抵抗一些主要攻击,实现对标签隐私的保护。     

基于多项式的弯折偶极子射频识别标签天线阻抗预测研究

在解决射频识别(RFID)标签天线设计中阻抗计算速度慢的问题的过程中,针对其中较为复杂的阻抗耦合情况,该文提出一种基于多项式的弯折偶极子RFID标签天线阻抗预测方法。首先使用基于天线尺寸的阻抗变换与线性化假设建立模型假设;然后在具体的天线结构中收集数据并进行相关性分析与回归拟合验证假设正确性;最后实验验证使用该方法进行...     

一种基于不等长时隙的射频识别防碰撞算法

该文提出了一种基于不等长时隙的射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)动态帧时隙ALOHA (Dynamic Framed-Slotted ALOHA, DFSA)防碰撞算法。算法考虑到大量碰撞时隙和空闲时隙对系统效率的影响,采用帧内时隙长度不等的优化策略,由时隙优化参数和未读标签数确定帧长,通过优化的切比雪夫不等式法进行标签估计,并基于马尔科夫链分析标签识别过程,来实现读取周期的控制。分析和仿真结果表明,该算法比时隙优化前的DFSA算法效率更高,平均识别时间更短,标签数估计比下限值法、Schoute法和碰撞率法更准确。     

一种用于射频识别阅读器的双频宽带圆极化天线

该文设计了一种紧凑的用作射频识别(RFID)阅读器的双频宽带圆极化天线。天线由弯折处理的矩形贴片、L形贴片和三角形地板构成,通过微带线进行馈电。两个辐射贴片分别独立控制高低两个频段,其轴比带宽也可独立调整,三角形地板可以使横向电流和纵向电流发生变化,从而改变横向电流和纵向电流的比值大小,实现圆极化性能。天线尺寸为0.92$ {\lambda _0} $×0.92$ {\lambda _0} $×0.0064$ {\lambda _0} $ ($ {\lambda _0} $为2.40 GHz时的自由空间波长)。测试结果表明在超高频(UHF)频段该天线实现了49%(0.77～1.27 GHz)的阻抗带宽和46%(0.84～1.34 GHz)的轴比带宽,在无线局域网(WLAN)频段实现了47.5%(1.54～2.50 GHz)的阻抗带宽和24.2%(1.96～2.50 GHz)的轴比带宽,可以完整覆盖UHF和WLAN两个频段,具有良好的辐射特性。与其他双频圆极化天线相比,该天线整体结构紧凑、设计简单、避免了使用复杂的馈电网络,且具有较宽的3 dB轴比带宽。     

超高频射频识别小间隔双标签天线增益特性研究

该文针对超高频射频识别(UHF RFID)标签自身参数和标签间互相耦合对标签天线增益的影响,推导了相应的理论模型。首先从辐射场的角度将标签等效为带集总负载的对称振子天线,然后基于对称振子天线阵列的理论建立了小间隔双标签天线增益的简化模型,并对密集多标签应用场合进行了简单拓展,仿真研究验证了所建模型的有效性。最后对增益的方向性和辐射效率进行了研究,研究结果对密集标签的性能研究具有一定的指导意义。     

可并行识别的分组动态帧时隙ALOHA标签防碰撞算法

该文针对现有动态帧时隙ALOHA标签防碰撞算法的系统吞吐率低、算法效率低等问题,提出一种可并行识别的分组动态帧时隙ALOHA(PIGDFSA)标签防碰撞算法。该文以实验为基础,探索了待识别标签数、标签分组数、帧长对系统吞吐率与标签碰撞率的影响,研究了提升系统吞吐率与降低标签碰撞率的策略与方法。结合射频识别(RFID)的多天线系统,引入FastICA技术,从而实现碰撞时隙重新定义,并以此为基础,利用未识别标签数目自适应确定分组数与帧长。仿真结果表明：PIGDFSA算法在标签数达到2000时,算法吞吐率仍能稳定在92%以上,与FSA-256, GDFSA, BSDBG等算法相比具有更高的算法吞吐率,更少的空隙时隙,更高的算法效率。     

基于码分多址防碰撞的射频识别认证协议

该文针对射频识别(RFID)领域中的安全认证协议和多标签防碰撞算法两个研究热点,设计了一种基于码分多址防碰撞算法的RFID安全认证协议。协议支持密钥的动态更新并引入标志位机制选择备用密钥来抵御数据库同步攻击,同时结合码分多址技术,应用重传随机数进行扩频码的选择,实现一次重传解决多标签识别中因数据碰撞造成的标签不识别的问题。首先,描述协议的流程及防碰撞原理;其次,应用SVO逻辑对认证协议的正确性进行证明;最后,对应用该认证协议的系统吞吐效率进行数值分析,分析表明其吞吐效率高于传统防碰撞算法。     

基于RFID的室内穿障定位硬件系统设计

目前室内定位方法易受外界干扰、成本高、测量距离短、稳定性差,为此该文提出了一种基于RFID（Radio Frequency IDentification）的室内定位硬件系统。该系统基于RFID思想,以PC机、MSP430系列单片机、cc系列芯片模块软件等作为辅助工具进行设计。该系统能够在实验室环境下实现对室内物体的定位...